四塩化ゲルマニウムは、独特の酸臭を持つ無色発煙性の液体です[ 4 ] 。精製ゲルマニウム金属の製造における中間体として使用されます。近年、光ファイバー製造の試薬として使用されるようになったため、GeCl4の使用量は大幅に増加しています。
ゲルマニウムの商業生産のほとんどは、亜鉛鉱石や銅鉱石の製錬所の排煙ダストの処理によるものですが、ビトレンと呼ばれる特定の種類の石炭の燃焼灰にも重要な供給源があります。四塩化ゲルマニウムは、ゲルマニウム金属またはその酸化物であるGeO 2の精製の中間体です。[ 5 ]
四塩化ゲルマニウムは、GeO 2(二酸化ゲルマニウム)を濃塩酸に溶解させることによって直接生成することができる。
得られた混合物を分留して、四塩化ゲルマニウムを他の生成物や不純物から精製および分離します。[ 6 ] GeCl4 は脱イオン水で再加水分解して純粋な GeO2 を生成し、その後水素で還元してゲルマニウム金属を生成します。[ 5 ] [ 6 ]
しかし、 GeO 2の製造は、鉱石から抽出されるゲルマニウムの酸化形態に依存します。銅鉛硫化物鉱石と亜鉛硫化物鉱石からはGeS 2が生成され、その後、塩素酸ナトリウムなどの酸化剤でGeO 2に酸化されます。亜鉛鉱石は焙焼および焼結され、GeO 2を直接生成できます。その後、酸化物は上記のように処理されます。[ 5 ]
塩素とゲルマニウム金属を高温で反応させる古典的な合成法も可能である。[ 7 ] [ 1 ]さらに、塩素を用いないゲルマニウムの活性化法が開発され、エネルギー消費が少なく、環境に優しいゲルマニウム前駆体の合成法が開発された。
四塩化ゲルマニウムは、主にいくつかの光学プロセスの中間体として使用されます。GeCl₄は直接加水分解してGeO₂を生成することができ、GeO₂はいくつかの独自の特性と用途を持つ酸化物ガラスです。これらの特性と用途については、以下および関連記事で説明します。
GeCl 4の注目すべき誘導体は二酸化ゲルマニウムです。光ファイバーの製造では、四塩化ケイ素SiCl 4と四塩化ゲルマニウム GeCl 4を酸素とともに中空のガラスプリフォームに導入し、慎重に加熱して試薬をそれぞれの酸化物に酸化させ、ガラス混合物を形成します。GeO 2は高い屈折率を持つため、四塩化ゲルマニウムの流量を変化させることで、光ファイバー全体の屈折率を精密に制御できます。GeO 2はガラスの重量の約 4% を占めます。[ 5 ]
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